事實證明,內嵌著復雜分形孔隙的3D打印微小塑料立方體可以有效地驅散沖擊波,因而可用于制造輕型裝甲和結構材料,以高效地抵御爆炸和撞擊的影響。
美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)的科學家兼該項研究的首席作者Dana Dattelbaum表示:“該項研究的目的是控制由沖擊波產生的波的相互作用。”
過去,已經有研究人員研究出利用孔隙分散沖擊波的材料,不過通常都是通過反復試驗,讓孔隙隨機分布。有些研究人員則利用分層以反射沖擊并釋放沖擊波。如果可以精確控制材料中孔洞的位置,研究人員就可以重復設計、建模和測試結構。
于是,洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員以大約670英里/時的速度向材料發射一個撞擊器,以測試該分形結構。與用相同材料制成的固體立方體相比,具分形結構的立方體分散沖擊的效果要好5倍。
雖然分形結構有效,但是還不清楚是否它具備了最好的減震設計?,F在,研究人員正在研究其他基于孔隙或界面的模式,以尋找能夠分散沖擊力的理想結構。新型優化算法就可以指導他們找到有規則重復式結構之外的結構。而此類結構的潛在應用包括用于車輛的支撐結構和保護層、頭盔以及其他可穿戴保護裝置。